JP4162546B2 - 電源の制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電源の制御技術にかかり、特に、電源をディジタル制御する制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６の符号８０１は、従来技術の電源であり、図７は、その電源装置８０１を制御するためのフローチャートである。
【０００３】
電源装置８０１の構成を説明すると、この電源装置８０１は、トランス８０５を有しており、一次側には入力コンデンサ８１５とスイッチング素子８１２が配置され、二次側には、整流回路８２２と平滑回路８２４が配置されている。
【０００４】
トランス８０５内には、互いに磁気結合された一次巻線８１１と二次巻線８２１とが配置されている。
【０００５】
一次側の入力端子８５１、８５２の間には、直流電圧源８１０から直流電圧が供給されており、供給された直流電圧は入力コンデンサ８１５で平滑され、一次巻線８１１とスイッチング素子８１２の直列接続回路に印加されている。
【０００６】
スイッチング素子８１２には制御回路８４０が接続されており、制御回路８４０から入力される信号に従ってスイッチング動作し、一次巻線８１１に断続的に電流を流す。その電流により、二次巻線８２１には交流電圧が誘起される。
【０００７】
二次巻線８２１に誘起された交流電圧は、整流回路８２２と平滑回路８２４とで整流平滑され、逆流防止用のダイオード８２５や電流検出抵抗８２８を介して出力端子８５３、８５４にそれぞれ印加され、負荷８５０に供給される。
【０００８】
出力端子８５３、８５４間に現れる出力電圧と、電流検出抵抗８２８に流れる出力電流の大きさは制御回路８４０に入力されており、所定時間毎に、図７のフローチャートに従った一連の処理が繰り返し行われ、定電圧動作、又は定電流動作によって負荷８５０に電力が供給される。
【０００９】
図７のフローチャートを参照し、符号Ｔ₁₁、Ｔ₃₁は処理の開始を示しており、検出された出力電圧と出力電流は、それぞれディジタル値に変換する変換処理Ｔ₁₂、Ｔ₃₂によってディジタル値である電圧測定値ＶMと電流測定値ＩMとに変換される。
【００１０】
電圧測定値ＶMと電流測定値ＩMは、比例処理Ｔ₁₇、Ｔ₃₇と、微分処理Ｔ₁₈、Ｔ₃₈と、積分処理Ｔ₁₅、Ｔ₃₅とで用いられ、電圧加算処理Ｔ₁₆により、電圧の各処理Ｔ₁₇、Ｔ₁₈、Ｔ₁₅は重み付けして加算され、電圧制御値Ａが求められ、電流加算処理Ｔ₃₆により、電流の各処理Ｔ₃₇、Ｔ₃₈、Ｔ₃₅は重み付けして加算され、電圧制御値Ｃが求められる。
【００１１】
この電源装置８０１は、定常状態では、定電圧動作か、又は定電流動作で動作するように構成されており、そのため、定電圧動作中に出力される一定電圧の電圧目標値Ｖ_Aと、定電流動作中に出力される一定電流の電流目標値Ｉ_Aとが設定されている。
【００１２】
ここで、定電圧動作中は、出力電流は負荷８５０の大きさによって決まるため、出力電流は電流目標値Ｉ_Aよりも小さい範囲で変動し、逆に、定電流動作中は、出力電圧は負荷８５０の大きさによって決まるため、出力電圧は、電圧目標値Ｖ_Aよりも小さい範囲で変動する。
【００１３】
電圧制御値Ａは出力電圧と電圧目標値Ｖ_Aとの差電圧の大きさを表し、電流制御値Ｃは、出力電流と電流目標値Ｉ_Aとの差電流の大きさを表しているため、定電圧動作中は、出力電流と電流目標値Ｉ_Aの差は大きく、そのため、電流制御値Ｃの値は大きいが、出力電圧は、ほぼ電圧目標値Ｖ_Aと等しいから、電圧制御値Ａはゼロに近い値である。
【００１４】
それに対し、定電流動作中は、出力電圧と電圧目標値Ｖ_Aの差は大きく、そのため、電圧制御値Ａの値は大きい。逆に、出力電流は、ほぼ電流目標値Ｉ_Aと等しいから、電流制御値Ｃはゼロに近い値である。
【００１５】
比較処理Ｔ₅₁は、上記のような電圧制御値Ａと電流制御値Ｃとを比較し、ゼロに近い方の値を選択し、選択値Ｅとする。その結果、定電圧動作中は、選択値Ｅとして電圧制御値Ａが採用され、定電流動作中は電流制御値Ｃが採用される。
【００１６】
選択値Ｅは、Ｄ／Ｐ出力処理Ｔ₅₂にて駆動信号に変換され、スイッチング素子８１２のゲート端子に出力されると、スイッチング素子８１２の導通期間やスイッチング周波数は、選択値Ｅの値がゼロに近づくように変化する。
【００１７】
その結果、定電圧動作中は出力電圧がほぼ電圧目標値Ｖ_Aに一致し、定電流動作中は出力電流がほぼ電流目標値Ｖ_Aに一致する。
【００１８】
しかしながら、上記のような電源装置８０１で、定電圧動作と定電流動作との間で動作状態が切り替わるときに、出力電圧や出力電流が大きく変動し、安定するまでに比較的長い時間を要するという不都合がある。
【００１９】
【先行技術文献１】
特開平８−９８５１５号
【発明が解決しようとする課題】
上記不都合の原因は、電圧積分処理Ｓ₁₉や電流積分処理Ｓ₃₉の性質に起因する。
【００２０】
電圧積分処理Ｓ₁₉と電流積分処理Ｓ₃₉の前回の処理結果を符号Ｉｖ_n-1、Ｉｉ_n-1で表わすと、今回の処理結果Ｉｖ_n、Ｉｉ_nは、下記(ａ)、(ｂ)式のように、前回の処理結果Ｉｖ_n-1、Ｉｉ_n-1に対し、電圧又は電流目標値Ｖ_A、Ｉ_Aと、今回測定した電圧又は電流測定値ＶM_n、ＩM_nと差を加算してそれぞれ求められる。
Ｉｖ_n ＝ Ｉｖ_n-1＋Ｖ_A−ＶM_n ……(ａ)
Ｉｉ_n ＝ Ｉｉ_n-1＋Ｉ_A−ＩM_n ……(ｂ)
【００２１】
処理結果Ｉｖ_n、Ｉｉ_nの値を記憶する変数は、有限のビット数しか割り当てられていないため、処理結果Ｉｖ_n、Ｉｉ_nに使用される変数は、フルスケールになりやすい。
【００２２】
例えば、定電圧動作ではないときは(Ｖ_A−ＶM_n)の値は大きいのに、電圧積分処理Ｓ₁₉にて上記(ａ)式が毎回実行されるため、電圧の処理結果Ｉｖ_nがフルスケールになり、電圧制御値Ａが大きな値になってしまう。
【００２３】
逆に、定電流動作ではないときにも、電流積分処理Ｓ₃₉にて上記(ｂ)式が毎回実行され、電流の処理結果Ｉｉｖ_nがフルスケールになり、制御電流値Ｃが大きな値になってしまう。
【００２４】
その結果、定電圧動作と定電流動作との間で切り替えがあった場合、電圧又は電流の積分処理Ｓ₁₉、Ｓ₃₉の処理結果Ｉｖ_n、Ｉｉ_nが正常な値に戻るまでに比較的長い時間を要し、応答が遅くなる。
【００２５】
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、出力状態の切り替わりが早い制御方法を提供することにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、出力電圧の大きさを示す電圧測定値を用いて電圧の積分処理結果を求める電圧積分処理と、出力電流の大きさを示す電流測定値を用いて電流の積分処理結果を求める電流積分処理と、前記電圧の積分処理結果を用いて電圧制御値を求める電圧制御値算出処理と、前記電流の積分処理結果を用いて電流制御値を求める電流制御値算出処理と、少なくとも前記電圧制御値と前記電流制御値と含む制御値同士を比較し、その大小関係に基いていずれか一個の制御値を選択し、選択値として出力する選択処理と、前記選択値を駆動信号に変換し、スイッチング素子に出力して該スイッチング素子に前記駆動信号に従ったスイッチング動作をさせる駆動信号出力処理とを有し、前記各処理を繰り返し行い、前記スイッチング素子に接続された一次巻線に、前記スイッチング動作に応じた電流を流し、前記一次巻線と磁気結合された二次巻線に電圧を誘起させ、前記誘起された電圧を整流平滑回路で整流平滑し、負荷に供給する電源装置の制御方法であって、前記電圧積分処理は、前記電圧測定値と予め設定された電圧目標値の差を、当該電圧積分処理の前回の処理結果に加算して今回の処理結果とする電圧積分演算を含み、前記電流積分処理は、前記電流測定値と予め設定された電流目標値の差を、当該電流積分処理の前回の処理結果に加算して今回の処理結果とする電流積分演算を含み、前記電圧積分処理は、前記選択処理における前回の前記選択値が前記電圧制御値ではない場合には前記電圧積分演算は今回行わないように構成され、前記電流積分処理は、前記選択処理における前回の前記選択値が前記電流制御値ではない場合には前記電流積分演算は今回行わないように構成された制御方法である。
請求項２記載の発明は、所定の値の電圧バイアス値と電流バイアス値が予め設定された請求項１記載の制御方法であって、前記電圧制御値と前記電流制御値の差の絶対値が、前記電圧バイアス値以下の場合に、前回の前記選択値が前記電圧制御値でなくても前記電圧積分演算を行い、前記差の絶対値が前記電流バイアス値以下の場合に、前回の前記選択値が前記電流制御値でなくても前記電流積分演算を行う制御方法である。
請求項３記載の発明は、前記電圧測定値と前記電圧目標値の差を今回の処理結果とする電圧比例処理と、前記電流測定値と前記電流目標値の差を今回の処理結果とする電流比例処理と、今回の前記電圧測定値と前回の前記電圧測定値の差を今回の処理結果とする電圧微分処理と、今回の前記電流測定値と前回の前記電流測定値の差を今回の処理結果とする電流微分処理とを含み、前記電圧制御値算出処理は、前記電圧積分処理の処理結果と、前記電圧比例処理の処理結果と、前記電圧微分処理の処理結果とに所定係数をそれぞれ乗算して加算し、前記電圧制御値とし、前記電流制御値算出処理は、前記電流積分処理の処理結果と、前記電流比例処理の処理結果と、前記電流微分処理の処理結果とを、それぞれ所定係数を乗算して加算して前記電流制御値とする請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の制御方法である。
請求項４記載の発明は、出力電力の大きさを示す電力測定値を用いて電力積分処理結果を求める電力積分処理と、前記電力の積分処理結果を用いて電力制御値を求める電力制御値算出処理とを含み、前記選択処理が比較する前記制御値には前記電力制御値が含まれ、前記電力積分処理は、前記電力測定値と予め設定された電力目標値の差を、当該電力積分処理の前回の処理結果に加算して今回の処理結果とする電力積分演算を含む請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の制御方法である。
請求項５記載の発明は、出力電力の大きさを示す電力測定値を用いて電力積分処理結果を求める電力積分処理と、前記電力測定値と前記電力目標値の差を今回の処理結果とする電力比例処理と、今回の前記電力測定値と前回の前記電力測定値の差を今回の処理結果とする電力微分処理と、前記電力積分処理の処理結果と、前記電力比例処理の処理結果と、前記電力微分処理の処理結果とに所定係数をそれぞれ乗算して加算し、前記電力制御値とする電力制御値算出処理とを含み、前記選択処理が比較する前記制御値には前記電力制御値が含まれ、前記電力積分処理は、前記電力測定値と予め設定された電力目標値の差を、当該電力積分処理の前回の処理結果に加算して今回の処理結果とする電力積分演算を含む請求項３記載の制御方法である。
請求項６記載の発明は、前記電力積分処理は、前記選択処理において前回選択された値が前記電力制御値ではない場合には、今回の前記電力積分処理では前記電力積分演算を行わないように構成された請求項４又は請求項５のいずれか１項記載の制御方法である。
請求項７記載の発明は、所定の値の第一、第二の電力バイアス値が予め設定された請求項６記載の制御方法であって、前記電圧制御値と前記電力制御値の差の絶対値が前記第一の電力バイアス値以下であり、且つ、前記電流制御値と前記電力制御値の差の絶対値が前記第二の電力バイアス値以下である場合に、前回の前記選択値が前記電力制御値でなくても前記電力積分演算を行う制御方法である。請求項８記載の発明は、出力電圧の大きさを示す電圧測定値を用いて電圧の積分処理結果を求める電圧積分処理と、出力電流の大きさを示す電流測定値を用いて電流の積分処理結果を求める電流積分処理と、出力電力の大きさを示す電力測定値を用いて電力積分処理結果を求める電力積分処理と、前記電圧の積分処理結果を用いて電圧制御値を求める電圧制御値算出処理と、前記電流の積分処理結果を用いて電流制御値を求める電流制御値算出処理と、前記電力の積分処理結果を用いて電力制御値を求める電力制御値算出処理と、少なくとも前記電圧制御値と前記電流制御値と前記電力制御値とを含む制御値同士を比較し、その大小関係に基いていずれか一個の制御値を選択し、選択値として出力する選択処理と、前記選択値を駆動信号に変換し、スイッチング素子に出力して該スイッチング素子に前記駆動信号に従ったスイッチング動作をさせる駆動信号出力処理とを有し、前記各処理を繰り返し行い、前記スイッチング素子に接続された一次巻線に、前記スイッチング動作に応じた電流を流し、前記一次巻線と磁気結合された二次巻線に電圧を誘起させ、前記誘起された電圧を整流平滑回路で整流平滑し、負荷に供給する電源装置の制御方法であって、前記電圧積分処理は、前記電圧測定値と予め設定された電圧目標値の差を、当該電圧積分処理の前回の処理結果に加算して今回の処理結果とする電圧積分演算を含み、前記電流積分処理は、前記電流測定値と予め設定された電流目標値の差を、当該電流積分処理の前回の処理結果に加算して今回の処理結果とする電流積分演算を含み、前記電力積分処理は、前記電力測定値と予め設定された電力目標値の差を、当該電力積分処理の前回の処理結果に加算して今回の処理結果とする電力積分演算を含み、前記電圧積分処理は、前記選択処理において、前回の前記選択値が電圧制御値ではない場合に前記電圧積分演算は今回行わず、前記電力積分処理は、前記選択処理において、前回の前記選択値が電力制御値ではない場合に前記電力積分演算は今回行わず、前記電流積分処理は、前回の前記選択値が電流制御値ではない場合に前記電流積分演算は今回行わない制御方法であって、所定の値である、第一、第二の電圧バイアス値と、第一、第二の電力バイアス値と、第一、第二の電流バイアス値が設定され、前記電圧制御値と前記電力制御値の差の絶対値が前記第一の電圧バイアス値以下であり、且つ、前記電圧制御値と前記電流制御値の差の絶対値が前記第二の電圧バイアス値以下である場合に、前回の前記選択値が前記電圧制御値でなくても前記電圧積分演算を行い、前記電力制御値と前記電圧制御値の差の絶対値が前記第一の電力バイアス値以下であり、且つ、前記電力制御値と前記電流制御値の差の絶対値が前記第二の電力バイアス値以下である場合に、前回の前記選択値が前記電力制御値でなくても前記電力積分演算を行い、前記電流制御値と前記電圧制御値の差の絶対値が前記第一の電流バイアス値以下であり、且つ、前記電流制御値と前記電力制御値の差の絶対値が前記第二の電流バイアス値以下である場合に、前回の前記選択値が前記電流制御値でなくても前記電流積分演算を行う制御方法である。
請求項９記載の発明は、前記電圧測定値と前記電圧目標値の差を今回の処理結果とする電圧比例処理と、前記電流測定値と前記電流目標値の差を今回の処理結果とする電流比例処理と、前記電力測定値と前記電力目標値の差を今回の処理結果とする電流比例処理と、今回の前記電圧測定値と前回の前記電圧測定値の差を今回の処理結果とする電圧微分処理と、今回の前記電流測定値と前回の前記電流測定値の差を今回の処理結果とする電流微分処理と、今回の前記電力測定値と前回の前記電力測定値の差を今回の処理結果とする電力微分処理と、を含み、前記電圧制御値算出処理は、前記電圧積分処理の処理結果と、前記電圧比例処理の処理結果と、前記電圧微分処理の処理結果とに所定係数をそれぞれ乗算して加算し、前記電圧制御値とし、前記電流制御値算出処理は、前記電流積分処理の処理結果と、前記電流比例処理の処理結果と、前記電流微分処理の処理結果とを、それぞれ所定係数を乗算して加算して前記電流制御値とし、前記電力制御値算出処理は、前記電力積分処理の処理結果と、前記電力比例処理の処理結果と、前記電力微分処理の処理結果とを、それぞれ所定係数を乗算して加算して前記電力制御値とする請求項８記載の制御方法である。
【００２７】
本発明は上記のように構成されており、電圧制御値と電力制御値と電流制御値との間の差が大きい場合には、選択処理で選択されない制御値には積分演算が行われない。従って、制御値が最大値に飽和することがなく、動作状態の間の移行がスムーズである。
【００２８】
また、電圧、電力、電流の各バイアス値が設定されており、動作状態が切り替わる点の近傍では、切り替わり先の制御値の大きさも、ゼロに近いので、選択処理で選択されなくても、切り替わり先の制御値に対し、積分演算が行われ、動作状態の移行がスムーズに行われるようになっている。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１の符号１０１は本発明の制御方法を適用できる電源装置の一例を示している。
この電源装置１０１は、トランス１０５と、スイッチング素子１１２と、整流回路１２２と、平滑回路１２４とを有している。
【００３０】
トランス１０５の内部には、一次巻線１１１と、該一次巻線１１１と磁気結合された二次巻線１２１とが設けられている。
【００３１】
一次巻線１１１とスイッチング素子１１２とは直列接続されており、その直列接続回路の一次巻線１１１側の端子は、第一の入力端子１５１に接続され、スイッチング素子１１２側の端子は、第二の入力端子１５２に接続されている。従って、第一、第二の入力端子１５１、１５２の間は、一次巻線１１１とスイッチング素子１１２の直列接続回路によって接続されている。
【００３２】
また、第一、第二の入力端子１５１、１５２の間には入力コンデンサ１１５が接続されており、一次巻線１１１とスイッチング素子１１２の直列接続回路は入力コンデンサ１１５と並列接続されている。
【００３３】
第一、第二の入力端子１５１、１５２の間には、直流電圧源１１０が接続されている。ここでは、直流電圧源１１０の高電圧側の端子が第一の入力端子１５１に接続され、接地電圧側の端子が第二の入力端子１５２に接続されており、直流電圧源１１０から出力される電圧が入力コンデンサ１１５で平滑化され、一次巻線１１１とスイッチング素子１１２の直列接続回路に印加されるようになっている。
【００３４】
整流回路１２２は二個の整流素子１２３₁、１２３₂を有しており、平滑回路１２４はチョークコイル１２５と出力コンデンサ１２６を有している。
【００３５】
二次巻線１２１の両端は、異なる整流素子１２３₁、１２３₂のアノード端子にそれぞれ接続されており、二個の整流素子１２３₁、１２３₂のカソード端子は、チョークコイル１２５の一端に接続されている。
【００３６】
チョークコイル１２５の他端と二次巻線１２１の一端との間には出力コンデンサ１２６が接続されている。出力コンデンサ１２６の高電圧側の端子、ここではチョークコイル１２５に接続された端子は、逆流防止用のダイオード１２９を介して第一の出力端子１５３に接続されており、低電圧側の端子は、電流検出抵抗１２８を介して第二の出力端子１５４に接続されている。
【００３７】
直流電圧源１１０から直流電圧が出力され、一次巻線１１１とスイッチング素子１１２の直列接続回路に印加された状態で、スイッチング素子１１２がスイッチング動作をすると一次巻線に断続的に電流が流れ、二次巻線１２１に交流電圧が誘起される。
【００３８】
二次巻線１２１に誘起された交流電圧は、整流素子１２３₁、１２３₂によって整流され、チョークコイル１２４に、一方向に電流が流れ、出力コンデンサ１２６を充放電させる。これにより、整流された電圧が平滑され、直流電圧が得られる。
【００３９】
その直流電圧は、ダイオード１２９と電流検出抵抗１２８とを介して、第一、第二の出力端子１５３、１５４間に印加され、第一、第二の出力端子１５３、１５４間に接続された負荷１５０に供給される。
【００４０】
この電源装置１０１は、負荷１５０の状態により、第一、第二の出力端子１５３、１５４から負荷１５０に一定電圧を供給する定電圧動作と、一定電流を供給する定電流動作を切り換えて運転できるように構成されており、定電圧動作で出力される一定電圧と、定電流動作で出力される一定電圧の値は、電源装置１０１内部に目標電圧Ｖ_Aと目標電流Ｉ_Aとしてが予め設定されている。
【００４１】
図５(ａ)は、この電源装置１０１の運転状態を説明するためのグラフであり、出力電流がゼロ以上Ｉ_A(アンペア)以下の符号Ｌ₁の範囲では、略目標電圧Ｖ_Aが出力され、出力電圧がゼロ以上Ｖ_D以下の符号Ｌ₃の範囲では略目標電流Ｉ_Aが出力されるように動作する。図５(ａ)の符号Ｆは、定電圧動作と定電流動作とが切り替わる点を示している。
【００４２】
スイッチング素子１１２のゲート端子には、制御回路１４０が接続されている。
定電圧動作中の定電圧出力と、定電流動作中の定電流出力や、定電圧動作と定電流動作の間の切り替わりは、制御回路１４０が、スイッチング素子１１２のオン／オフ比や、周波数を制御することで行われている。
【００４３】
制御回路１４０の内部を説明すると、制御回路１４０は、第一、第二のレベル変換器１３１、１３２と、第一、第二のＡ／Ｄ変換器１３３、１３４と、ＣＰＵ１４１とを有している。
【００４４】
第一、第二の出力端子１５３、１５４間の電圧と、電流検出抵抗１２８の両端の電圧は、第一、第二のレベル変換器１３１、１３２によって適切な大きさにレベルシフトされ、第一、第二のＡ／Ｄ変換器１３３、１３４に入力される。
【００４５】
第一、第二のＡ／Ｄ変換器１３３、１３４は、入力された電圧を一定期間毎にＡ／Ｄ変換し、第一、第二の出力端子１５３、１５４間の電圧値をディジタル値の電圧測定値ＶMとして出力し、電流検出抵抗１２８の両端の電圧値、即ち電流の大きさを、ディジタル値の電流測定値ＩMとして出力する。
【００４６】
電圧測定値ＶMと電流測定値ＩMはゼロ又は正数であり、出力電圧や出力電流の値が大きくなるほど大きくなるようにディジタル変換されている。これら電圧測定値ＶMと電流測定値ＩMはＣＰＵ１４１に入力される。
【００４７】
図２のフローチャート中の符号Ｓ₁₁、Ｓ₃₁は、第一、第二の出力端子１５３、１５４間の電圧検出による処理の開始と電流検出抵抗１２８の両端の電圧検出による処理の開始を示している。
【００４８】
ＣＰＵ１４１には、記憶回路１４２が接続されており、この記憶装置１４２内には、定電圧動作中に出力される電圧目標値Ｖ_Aや、定電流動作中に出力される電流目標値Ｉ_Aが記憶されている。
【００４９】
電圧及び電流のＡ／Ｄ変換や、後述する各処理は一定期間毎に繰り返し行われるので、今回の測定結果や処理結果を添字ｎで表し、前回の測定結果や処理結果を添字ｎ−１で表すと、今回の電圧測定値と電流測定値は、それぞれ符号ＶM_n、ＩM_nで表わされ、前回の電圧測定値と電流測定値をそれぞれ符号ＶM_n-1、ＩM_n-1で表わされる。
【００５０】
記憶回路１４２には、電圧目標値Ｖ_Aや電流目標値Ｉ_Aだけではなく、前回の電圧測定値ＶM_n-1や前回の電流測定値ＩM_n-1等も記憶されている。
【００５１】
ＣＰＵ１４１に入力された今回の電圧測定値ＶM_nは、下記のように、それぞれ電圧比例処理Ｓ₁₇と、電圧微分処理Ｓ₁₈と、電圧積分処理Ｓ₁₉とで処理され、電流測定値ＩM_nは、電流比例処理Ｓ₃₇と、電流微分処理Ｓ₃₈と、電流積分処理Ｓ₃₉とで処理される。
【００５２】
先ず、電圧比例処理Ｓ₁₇と電流比例処理Ｓ₃₇を説明すると、電圧比例処理Ｓ₁₇と電流比例処理Ｓ₃₇の今回の処理結果Ｐｖ_n、Ｐｉ_nは、今回の電圧測定値ＶM_nと電圧目標値Ｖ_Aの差電圧、及び今回の電流測定値ＩM_nと電流目標値Ｉ_Aの差電流として下記計算式に示すようにそれぞれ求められる。
Ｐｖ_n ＝ Ｖ_A−ＶM_n ……(１)
Ｐｉ_n ＝ Ｉ_A−ＩM_n ……(２)
【００５３】
また、電圧微分処理Ｓ₁₈と電流微分処理Ｓ₃₈では、今回の処理結果Ｄｖ_n、Ｄｉ_nは、今回の電圧測定値ＶM_nと前回の電圧測定値ＶM_n-1の差電圧と、今回の電流測定値ＩM_nと前回の電圧測定値ＩM_n-1の差電流として、下記計算式に示されるようにそれぞれ求められる。
Ｄｖ_n ＝ ＶM_n-1−ＶM_n ……(３)
Ｄｉ_n ＝ ＩM_n-1−ＩM_n ……(４)
【００５４】
電圧積分処理Ｓ₁₉と電流積分処理Ｓ₃₉では、先ず、電圧判断処理Ｓ₁₃と電流判断処理Ｓ₃₃がそれぞれ実行され、後述する基準に従って処理が二種類に分岐される。分岐先は、電圧判断処理Ｓ₁₃では、処理先が電圧積分演算Ｓ₁₅と電圧制御値算出処理Ｓ₁₆であり、電流判断処理Ｓ₃₃では、電流積分演算Ｓ₃₅と電流制御値算出処理Ｓ₃₆である。
【００５５】
記憶回路１４２には、電圧積分処理Ｓ₁₉と電流積分処理Ｓ₃₉の前回の処理結果Ｉｖ_n-1、Ｉｉ_n-1が記憶されており、電圧積分演算Ｓ₁₅が実行されると、電圧積分処理Ｓ₁₉の前回の処理結果Ｉｖ_n-1に、今回の電圧測定値ＶM_nと電圧目標値Ｖ_Aとの差電圧が加算した値が、電圧積分処理Ｓ₁₉の今回の処理結果Ｉｖ_nとして求められ、電流積分演算Ｓ₃₅が実行されると、前回の処理結果Ｉｖ_n-1に、今回の電流測定値ＩM_nと電流目標値Ｉ_Aとの差電流が加算された値が今回の処理結果Ｉｉ_nとして求められる。
【００５６】
結局、処理が電圧積分演算Ｓ₁₅と電流積分演算Ｓ₃₅に移行し、それぞれ実行された場合は、今回の処理結果Ｉｖ_n、Ｉｉ_nは下記計算式で表される。
Ｉｖ_n ＝ Ｉｖ_n-1＋Ｖ_A−ＶM_n ……(５₁)
Ｉｉ_n ＝ Ｉｉ_n-1＋Ｉ_A−ＩM_n ……(６₁)
【００５７】
他方、電圧判断処理Ｓ₁₃から電圧制御値算出処理Ｓ₁₆に移行した場合は電圧積分演算Ｓ₁₅は実行されず、また、電流判断処理Ｓ₃₃から電流制御値算出処理Ｓ₃₆に移行した場合は電流積分演算Ｓ₃₅は実行されず、下記式のように、今回の処理結果Ｉｖ_n、Ｉｉ_nは、前回の処理結果Ｉｖ_n-1、Ｉｉ_n-1と同じ値にされる。
Ｉｖ_n ＝ Ｉｖ_n-1 ……(５₂)
Ｉｉ_n ＝ Ｉｉ_n-1 ……(６₂)
【００５８】
電圧測定値ＶM_nに関する各処理Ｓ₁₇、Ｓ₁₈、Ｓ₁₉の処理結果Ｐｖ_n、Ｄｖ_n、Ｉｖ_nは、重み付けのため、予め定められた係数ａ₁〜ａ₃が乗算された後、加算され、後述する比較処理Ｓ₅₁のための電圧制御値が求められる。今回の電圧制御値を符号Ａ_nで表すと、下記式で求められる。
Ａ_n ＝ ａ₁×Ｐｖ_n＋ａ₂×Ｄｖ_n＋ａ₃×Ｉｖ_n ……(７)
ここでは上記係数ａ₁〜ａ₃、及び下記係数ｂ₁〜ｂ₃、ｃ₁〜ｃ₃は正の値である。
【００５９】
同様に、電流測定値ＩM_nに関する各処理Ｓ₃₇、Ｓ₃₈、Ｓ₃₉の処理結果Ｐｉ_n、Ｄｉ_n、Ｉｉ_nは、重み付けのため、予め定められた係数ｃ₁〜ｃ₃が乗算され、加算されて下記式のように今回の電流制御値Ｃ_nが求められる。
Ｃ_n ＝ ｃ₁×Ｐｉ_n＋ｃ₂×Ｄｉ_n＋ｃ₃×Ｉｉ_n ……(８)
電圧制御値Ａ_nと電流制御値Ｃ_nは、記憶回路１４２に記憶される。
【００６０】
ここで、定電圧動作中の図４(ａ)の符号Ｌ₁の範囲では、出力電圧の大きさは電圧目標値Ｖ_Aが示す電圧値に近いため、電圧測定値ＶM_nと電圧目標値Ｖ_Aとの差や、今回の電圧測定値ＶM_nと前回の電圧測定値ＶM_n-1との間の差は小さい。そのため、定電圧動作中は、電圧制御値Ａ_nはゼロに近い。
【００６１】
それに対し、定電圧動作中の出力電流は電流目標値Ｉ_Aよりも小さいため、電流測定値ＩM_nと電流目標値Ｉ_Aとの差が大きく、電流制御値Ｃ_nは大きな正数になる。
【００６２】
そのため、目標電圧値Ｖ_Aが出力されている間は、電圧制御値Ａ_n＜電流制御値Ｃ_nが成立している。逆に、定電流動作中で目標電流値Ｉ_Aが出力されている間は、電流制御値Ｃ_n＜電圧制御値Ａ_nが成立している。
【００６３】
比較処理Ｓ₅₁では、比較対象の各制御値Ａ_n、Ｃ_nのうち、ゼロに近い方の値が今回の選択値Ｅ_nとして選択される。従って、定電圧動作中は選択値Ｅ_nに電圧制御値Ａ_nが選択され、定電流動作中は電流制御値Ｃ_nが選択される。
【００６４】
ＣＰＵ１４１の出力先にはディジタル−パルス変換回路１３６が配置されており、駆動信号出力処理(Ｄ／Ｐ出力処理)Ｓ₅₂により、選択値Ｅ_nの値に従ってドライブ回路１３８を動作させ、選択値Ｅ_nがゼロに近づくようにスイッチング素子１１２のオン／オフを制御する。
【００６５】
その結果、選択値Ｅ_nとして電圧制御値Ａ_nが選択されている場合には、次回の電圧測定値ＶM_n+1が今回の電圧測定値ＶM_nよりも電圧目標値Ｖ_Aに近づき、今回の選択値Ｅ_nとして電流制御値Ｃ_nが選択されている場合には、次回の電流測定値ＩM_n+1が今回の電流測定値ＩM_nよりも電流目標値Ｉ_Aに近づくようになり、その結果、定電圧又は定電流動作が達成される。
【００６６】
駆動信号出力処理Ｓ₅₂が終了すると、今回の一連の処理は終了し、次回の処理が開始される(Ｓ₁₁、Ｓ₃₁)。
【００６７】
なお、定電圧動作中でも出力電圧は変動し、定電流動作中でも出力電流は変動するが、電流目標値Ｉ_Aや電圧目標値Ｖ_Aを超えない限り、電圧目標値Ｖ_Aや電流目標値Ｉ_Aの大きさに近く、それらとの差電圧や差電流は小さく、無視することができる。
【００６８】
次に、電圧判断処理Ｓ₁₃と電流判断処理Ｓ₃₃で行われる判断内容を説明すると、記憶回路１４２には、電圧及び電流バイアス値Ｑ₁、Ｑ₂が記憶されており、電圧判断処理Ｓ₁₃では、電圧バイアス値Ｑ₁と前回の電圧制御値Ａ_n-1と前回の電流制御値Ｃ_n-1から、下記不等式が成立した場合に、電圧制御値算出処理Ｓ₁₆に直接移行し、成立しなかった場合に電圧積分演算Ｓ₁₅に移行するようになっている。
Ａ_n-1＞Ｃ_n-1＋Ｑ₁ ……(９)
【００６９】
また、電流判断処理Ｓ₃₃では、電流バイアス値Ｑ₂と前回の電圧制御値Ａ_n-1と電流制御値Ｃ_n-1から、下記不等式が成立した場合に、電流制御値算出処理Ｓ₃₆に移行し、成立しなかった場合に電流積分演算Ｓ₃₅に移行するようになっている。
Ｃ_n-1＞Ａ_n-1＋Ｑ₂ ……(１０)
【００７０】
電圧及び電流バイアス値Ｑ₁、Ｑ₂がゼロの場合は、前回の比較処理Ｓ₅₁の選択値Ｅ_n-1が電圧制御値Ａ_n-1でなかった場合(電圧制御値Ａ_n-1＞電流制御値Ｃ_n-1であった場合)に上記(９)式が成立し、(１０)式は成立しない。
【００７１】
従って、(９)式が成立し、(１０)式が不成立の場合は、電圧判断処理Ｓ₁₃の判断結果は”yes”であり、電流判断処理Ｓ₃₃の判断結果は”no”となり、電圧判断処理Ｓ₁₃からは電圧制御値算出処理Ｓ₁₆に処理が移行し、電圧積分演算Ｓ₁₅が実行されずに電圧制御値算出処理Ｓ₁₆がされる。この場合は、上記(５₁)式ではなく、上記(５₂)式に従って、電圧積分処理Ｓ₁₉が行われる。
【００７２】
他方、電流判断処理Ｓ₃₃からは電流積分演算Ｓ₃₅に移行し、電流積分演算Ｓ₃₅を経て電流制御値算出処理Ｓ₃₆で加算処理がされる。この場合は、上記(６₁)式に従って電流積分処理Ｓ₃₉が行われる。
【００７３】
それらの場合とは逆に、前回の比較処理Ｓ₅₁の選択値Ｅ_n-1が電流制御値Ｃ_n-1ではなかった場合(電圧制御値Ａ_n-1＜電流制御値Ｃ_n-1であった場合)は、上記(９)式は成立せず(１０)式が成立する。
【００７４】
(９)式不成立、(１０)式成立の場合、電圧判断処理Ｓ₁₃からは電圧積分演算Ｓ₁₅に処理が移行し、電圧積分演算Ｓ₁₅を経て、電圧制御値算出処理Ｓ₁₆で加算処理がされる。従って、電圧積分処理Ｓ₁₉は、上記(５₁)式に従って行われる。
【００７５】
他方、電流判断処理Ｓ₃₃からは電流制御値算出処理Ｓ₃₆に移行し、電流積分演算Ｓ₃₅を経ずに加算処理がされる。従って、電流積分処理Ｓ₃₉は上記(６₂)式に従って行われる。
【００７６】
次に、電圧及び電流バイアス値Ｑ₁、Ｑ₂が正数である場合も含めると、電流制御値Ｃ_n-1と電圧制御値Ａ_n-1の差の絶対値(｜Ｃ_n-1−Ａ_n-1｜)が小さく、電圧及び電流バイアス値Ｑ₁、Ｑ₂と下記(１３)式、
｜Ｃ_n-1−Ａ_n-1｜≦Ｑ₁ ……(１３)
の関係にある場合には(９)式が成立しないため、前回の選択値Ｅ_n-1が電圧制御値Ａ_n-1であっても電流制御値Ｃ_n-1であっても電圧積分演算Ｓ₁₅が実行される。
【００７７】
また、下記(１４)式、
｜Ｃ_n-1−Ａ_n-1｜≦Ｑ₂ ……(１４)
の関係が成立している場合は、上記(１０)式が成立せず、同様に、電流積分演算Ｓ₃₅が実行される。
【００７８】
なお、電圧積分演算Ｓ₁₅が実行されない条件は、前回の比較処理Ｓ₅₁で電圧制御値Ａ_n-1が選択されず、且つ、上記(１３)式が成立しない場合であり、電流積分演算Ｓ₃₅が実行されない条件は、前回の比較処理Ｓ₅₁で電流制御値Ｃ_n-1が選択されず、且つ、上記(１４)式が成立しない場合である。これらの条件は、電圧及び電流バイアス値Ｑ₁、Ｑ₂の両方がゼロである場合も、いずれか一方又は両方がゼロではない場合でも同じである。
【００７９】
上記のように、電流制御値Ｃ_n-1と電圧制御値Ａ_n-1の差が小さい場合には、電圧積分処理Ｓ₁₉と電流積分処理Ｓ₃₉の両方が実行されるが、差が大きい場合には、電圧又は電流に関し、目標値Ｖ_A，Ｉ_Aとの差が大きい方では積分演算Ｓ₁₅、Ｓ₃₅が実行されない。即ち、定電圧動作でないときには電圧積分演算Ｓ₁₅が実行されず、定電流動作でないときには電流積分演算Ｓ₃₅が実行されない。
【００８０】
電圧積分処理Ｓ₁₉や電流積分処理Ｓ₃₉の処理結果の値を記憶する変数に割り当てられるビット数は有限であるが、差が大きい場合には積分演算Ｓ₁₅、Ｓ₃₅が実行されないので、電圧積分処理Ｓ₁₉や電流積分処理Ｓ₃₉の処理結果Ｉｖ、Ｉｉを格納する変数が最大値にならず、異なる動作に移行したときの応答速度が速い。
【００８１】
逆に、上記(１３)式や(１４)式が成立するほど前回の電圧制御値Ａ_n-1と前回の電流制御値Ｃ_n-1との差が小さい場合には、定電圧動作ではなくても電圧積分演算Ｓ₁₅を実行し、また、定電流動作ではなくても電流積分演算Ｓ₃₅を実行することで、電圧制御値Ａ_nと電流制御値Ｃ_nの値の差が電圧バイアス値Ｑ₁以上に確保されるか、又は電流バイアス値Ｑ₂以上に確保されるので、動作状態の切り替わりがスムーズに行われる。
【００８２】
なお、下記(１５)、(１６)式(下記二式は相互に書き替えられる)、
Ｃ_n-1−Ｑ₂≦Ａ_n-1≦Ｃ_n-1＋Ｑ₁ ……(１５)
Ａ_n-1−Ｑ₁≦Ｃ_n-1≦Ａ_n-1＋Ｑ₂ ……(１６)
が成立する場合は、上記(９)、(１０)式の両方が成立せず、従って、前回選択値Ｅ_n-1の如何にかかわらず、電圧積分演算Ｓ₁₅と電流積分演算Ｓ₃₅の両方が実行される。
【００８３】
上記制御方法では、定電圧動作と定電流動作との二種類の動作状態があり、その間が切り替わる制御方法であったが、本発明はそれに限定されるものではなく、他の動作状態を有しいてもよい。
【００８４】
図３に示したフローチャートは、図１の電源装置１０１を動作させる電源の制御方法であり、定電圧動作と定電流動作に加え、定電力動作を有している。
図３では、図２と同じ処理には同じ符号を付して説明を省略する。
【００８５】
図３の制御方法は、定電力動作に関する一連の処理Ｓ₂₂〜Ｓ₂₉を有しており、電圧目標値Ｖ_Aと電流目標値Ｉ_Aの他、電力目標値Ｐ_Aが設定されており、出力電力が電力目標値Ｐ_Aに達するまでは定電圧動作し、電力目標値Ｐ_Aに達した後、出力電流が電流目標値Ｉ_Aに達するまでは、定電力動作し、電流目標値Ｉ_Aに達した後は定電流動作する。
【００８６】
この動作を図４(ｂ)に示す。符号Ｌ₁〜Ｌ₃は、それぞれ定電圧動作の範囲と定電力動作の範囲と定電流動作の範囲を示している。
【００８７】
この制御方法では、符号Ｓ₁₁、Ｓ₃₁での処理の開始後、電圧と電流のＡ／Ｄ変換処理Ｓ₁₂、Ｓ₃₂によって電圧測定値Ｖ_Mと電流測定値Ｉ_Mが得られると、電力計算処理Ｓ₂₂により、得られた電圧測定値Ｖ_Mと電流測定値Ｉ_Mとから、電力測定値Ｐ_Mが算出される。
【００８８】
電圧測定値ＶMの処理と電流測定値ＩMの処理は上記と同様であるが、電力測定値ＰMは、電力比例処理Ｓ₂₇と電力微分処理Ｓ₂₈と電力積分処理Ｓ₂₉によって処理され、下記式により、今回の処理結果ＰP_n、ＤP_n、ＩP_nが求められる。
Ｐp_n ＝ Ｐ_A−ＰM_n ……(２１)
Ｄp_n ＝ ＰM_n-1−ＰM_n ……(２３)
Ｉp_n ＝ Ｉp_n-1＋Ｐ_A−ＰM_n ……(２５₁)
【００８９】
電力制御値算出処理Ｓ₂₆では、下記式のように、今回の処理結果ＰP_n、ＤP_n、ＩP_nに重み付けのための正の係数ｂ₁〜ｂ₃が乗算された後、加算され、下記式のように電力制御値Ｂ_nが求められる。
【００９０】
Ｂ_n ＝ ｂ₁×Ｐp_n＋ｂ₂×Ｄp_n＋ｂ₃×Ｉp_n ……(２８)
電力制御値Ｂ_nとは別に、電圧制御値Ａ_nと電流制御値Ｃ_nとがそれぞれ求められている。この制御方法でも、比較処理Ｓ₅₁'において各制御値Ａ_n、Ｂ_n、Ｃ_nのうち、最もゼロに近い値が選択され、選択値Ｅ_nにされる。
【００９１】
定電力動作中は電力制御値Ｂ_nの値はゼロに近く、電圧制御値Ａ_nと電流制御値Ｃ_nの値は大きいから電力制御値Ｂ_nが選択される。定電圧動作中は電圧制御値Ａ_nが選択され、定電流動作中は電流制御値Ｃ_nが選択される。
【００９２】
駆動信号出力処理Ｓ₅₂では、選択値Ｅ_nの値に従った制御信号がドライブ回路１３８に出力され、ドライブ回路１３８は、選択値Ｅ_nがゼロに近づくようにスイッチング素子１１２のオン／オフが制御される。
【００９３】
この制御方法では、電圧バイアス値Ｒ₁と、電流バイアス値Ｒ₂と、第一、第二の電力バイアス値Ｒ₃、Ｒ₄が設定されており、電圧判断処理Ｓ₁₃'と電流判断処理Ｓ₃₃'では、下記符号式が成立した場合に電圧積分演算Ｓ₁₅や電流積分演算Ｓ₃₅を、それぞれ行わないようになっている。
Ａ_n-1＞Ｂ_n-1＋Ｒ₁ ……(２９)
Ｃ_n-1＞Ｂ_n-1＋Ｒ₂ ……(３０)
【００９４】
電圧判断処理Ｓ₁₃'において上式(２９)が成立する場合は、比較処理Ｓ₅₁'における前回の選択値Ｅ_n-1が電圧制御値Ａ_n-1ではなく、且つ、前回の電圧制御値Ａ_n-1と前回の電力制御値Ｂ_n-1の差の絶対値が電圧バイアス値Ｒ₁以上である場合である。また、電流判断処理Ｓ₃₃'において、上記(３０)式が成立するのは、前回の選択値Ｅ_n-1が電流制御値Ｃ_n-1ではなく、且つ、前回の電流制御値Ｃ_n-1と前回の電力制御値Ｂ_n-1の差の絶対値が電流バイアス値Ｒ₂以上である場合である。
【００９５】
電力積分処理Ｓ₂₉では、第一の電力判断処理Ｓ₂₃と第二の電力判断処理Ｓ₂₄が順番に処理され、下記式に基いて行われる。
Ｂ_n-1＞Ａ_n-1＋Ｒ₃ ……(３１)
Ｂ_n-1＞Ｃ_n-1＋Ｒ₄ ……(３２)
【００９６】
上記(３１)、(３２)式の両方が成立しなかった場合は、積分演算Ｓ₂₅に分岐され、いずれか一方が成立した場合に、積分演算Ｓ₂₅に分岐せず、直接電力制御値算出処理Ｓ₂₆に分岐する。要するに、電力積分処理Ｓ₂₉では、選択処理Ｓ₅₁'において、前回の選択値が前記電力制御値ではなく、且つ、前回の電力制御値Ｂ_n-1と前回の電圧制御値Ａ_n-1の差が第一の電力バイアス値Ｒ₃以上であるか、又は前回の電力制御値Ｂ_n-1と前回の電流制御値Ｃ_n-1の差が第二の電力バイアス値Ｒ₄以上である場合には、今回の電力積分処理Ｓ₂₉では電力積分演算Ｓ₂₅が行われないようになっている。
【００９７】
上記のような制御方法では、電圧積分処理Ｓ₁₉や電流積分処理Ｓ₃₉の処理結果Ｉｖ_n、Ｉｉを格納する変数の他、電力積分処理Ｓ₂₉の処理結果Ｉｐを格納する変数も最大値にならず、定電圧動作と定電力動作と定電流動作の間の移行がスムーズである。
【００９８】
また、電圧バイアス値Ｒ₁や電流バイアス値Ｒ₂に加え、第一、第二の電力バイアス値Ｒ₃、Ｒ₄が用いられているので、動作状態がスムーズに移行することができる。
【００９９】
更に、本発明の他の例を説明すると、上記制御方法の電圧積分処理Ｓ₁₉では、前回の電圧制御値Ａ_n-1と電力制御値Ｂ_n-1とを用いたが、図４に示すように、第二の電圧判断処理Ｓ₁₄において前回の電流制御値Ｃ_n-1と第二の電圧バイアス値Ｕ₁とを用い、下記二式に基いて判断してもよい。
Ａ_n-1＞Ｂ_n-1＋Ｒ₁ ……(２９)
Ａ_n-1＞Ｃ_n-1＋Ｕ₁ ……(３３)
【０１００】
上記(２９)、(３３)式の両方が成立しなかった場合に電圧積分演算Ｓ₁₅を実行し、いずれか一方の式が成立した場合に、電圧積分演算Ｓ₁₅を経ずに電圧制御値算出処理Ｓ₁₆に直接分岐する。
【０１０１】
また、電流積分処理Ｓ₃₉においても、前回の電流制御値Ｃ_n-1も用い、下記(３０)、(３４)式の両方が成立しなかった場合に電流積分演算を実行し、いずれか一方の式が成立した場合に、電流積分演算を経ずに電流制御値算出処理Ｓ₃₆に直接分岐するようにしてもよい。
Ｃ_n-1＞Ｂ_n-1＋Ｒ₂ ……(３０)
Ｃ_n-1＞Ａ_n-1＋Ｕ₂ ……(３４)
【０１０２】
(２９)、(３３)式の二式と、(３０)、(３４)式の二式によって判断されることにより、定電力動作を含む場合も、電圧積分処理Ｓ₁₉の処理結果Ｉｖの変数と電流積分処理Ｓ₃₉の処理結果Ｉｉの変数が最大値になることが確実に防止される。
【０１０３】
また、第一、第二の電圧バイアス値Ｒ₁、Ｕ₁や第一、第二の電流バイアス値Ｒ₂、Ｕ₂が用いられているので、動作状態の移行が一層スムーズである。
【０１０４】
【発明の効果】
動作状態の移行が速い。また、移行がスムーズである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用できる電源の一例の回路図
【図２】本発明の第一例のフローチャート
【図３】本発明の第二例のフローチャート
【図４】本発明の第三例のフローチャート
【図５】(ａ)：定電圧動作と定電流動作を切換える制御方法の出力状態を説明するためのグラフ (ｂ)：定電圧動作と定電力動作と定電流動作を切換える制御方法の出力状態を説明するためのグラフ
【図６】従来技術の制御方法を説明するための回路図
【図７】従来技術の制御方法を説明するためのフローチャート
【符号の説明】
Ｓ₁₉，Ｓ₁₉'……電圧積分処理
Ｓ₂₉……電力積分処理
Ｓ₃₉，Ｓ₃₉'……電流積分処理
Ｓ₁₆……電圧制御値算出処理
Ｓ₂₆……電力制御値算出処理
Ｓ₃₆……電流制御値算出処理
Ｓ₅₁，Ｓ₅₁'……選択処理
Ｓ₁₅……電圧積分演算
Ｓ₂₅……電力積分演算
Ｓ₃₅……電流積分演算
Ｓ₅₂……駆動信号出力処理
ＶM……電圧測定値
ＰM……電力測定値
ＩM……電流測定値
Ｅ……選択値
１１１……一次巻線
１１２……スイッチング素子
１２１……二次巻線

Claims (9)

1. 出力電圧の大きさを示す電圧測定値を用いて電圧の積分処理結果を求める電圧積分処理と、
   出力電流の大きさを示す電流測定値を用いて電流の積分処理結果を求める電流積分処理と、
   前記電圧の積分処理結果を用いて電圧制御値を求める電圧制御値算出処理と、
   前記電流の積分処理結果を用いて電流制御値を求める電流制御値算出処理と、
   少なくとも前記電圧制御値と前記電流制御値と含む制御値同士を比較し、その大小関係に基いていずれか一個の制御値を選択し、選択値として出力する選択処理と、
   前記選択値を駆動信号に変換し、スイッチング素子に出力して該スイッチング素子に前記駆動信号に従ったスイッチング動作をさせる駆動信号出力処理とを有し、
   前記各処理を繰り返し行い、前記スイッチング素子に接続された一次巻線に、前記スイッチング動作に応じた電流を流し、前記一次巻線と磁気結合された二次巻線に電圧を誘起させ、前記誘起された電圧を整流平滑回路で整流平滑し、負荷に供給する電源装置の制御方法であって、
   前記電圧積分処理は、前記電圧測定値と予め設定された電圧目標値の差を、当該電圧積分処理の前回の処理結果に加算して今回の処理結果とする電圧積分演算を含み、
   前記電流積分処理は、前記電流測定値と予め設定された電流目標値の差を、当該電流積分処理の前回の処理結果に加算して今回の処理結果とする電流積分演算を含み、
   前記電圧積分処理は、前記選択処理における前回の前記選択値が前記電圧制御値ではない場合には前記電圧積分演算は今回行わないように構成され、
   前記電流積分処理は、前記選択処理における前回の前記選択値が前記電流制御値ではない場合には前記電流積分演算は今回行わないように構成された制御方法。
2. 所定の値の電圧バイアス値と電流バイアス値が予め設定された請求項１記載の制御方法であって、
   前記電圧制御値と前記電流制御値の差の絶対値が、前記電圧バイアス値以下の場合に、前回の前記選択値が前記電圧制御値でなくても前記電圧積分演算を行い、
   前記差の絶対値が前記電流バイアス値以下の場合に、前回の前記選択値が前記電流制御値でなくても前記電流積分演算を行う制御方法。
3. 前記電圧測定値と前記電圧目標値の差を今回の処理結果とする電圧比例処理と、
   前記電流測定値と前記電流目標値の差を今回の処理結果とする電流比例処理と、
   今回の前記電圧測定値と前回の前記電圧測定値の差を今回の処理結果とする電圧微分処理と、
   今回の前記電流測定値と前回の前記電流測定値の差を今回の処理結果とする電流微分処理とを含み、
   前記電圧制御値算出処理は、前記電圧積分処理の処理結果と、前記電圧比例処理の処理結果と、前記電圧微分処理の処理結果とに所定係数をそれぞれ乗算して加算し、前記電圧制御値とし、
   前記電流制御値算出処理は、前記電流積分処理の処理結果と、前記電流比例処理の処理結果と、前記電流微分処理の処理結果とを、それぞれ所定係数を乗算して加算して前記電流制御値とする請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の制御方法。
4. 出力電力の大きさを示す電力測定値を用いて電力積分処理結果を求める電力積分処理と、
   前記電力の積分処理結果を用いて電力制御値を求める電力制御値算出処理とを含み、
   前記選択処理が比較する前記制御値には前記電力制御値が含まれ、
   前記電力積分処理は、前記電力測定値と予め設定された電力目標値の差を、当該電力積分処理の前回の処理結果に加算して今回の処理結果とする電力積分演算を含む請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の制御方法。
5. 出力電力の大きさを示す電力測定値を用いて電力積分処理結果を求める電力積分処理と、
   前記電力測定値と前記電力目標値の差を今回の処理結果とする電力比例処理と、
   今回の前記電力測定値と前回の前記電力測定値の差を今回の処理結果とする電力微分処理と、
   前記電力積分処理の処理結果と、前記電力比例処理の処理結果と、前記電力微分処理の処理結果とに所定係数をそれぞれ乗算して加算し、前記電力制御値とする電力制御値算出処理とを含み、
   前記選択処理が比較する前記制御値には前記電力制御値が含まれ、
   前記電力積分処理は、前記電力測定値と予め設定された電力目標値の差を、当該電力積分処理の前回の処理結果に加算して今回の処理結果とする電力積分演算を含む請求項３記載の制御方法。
6. 前記電力積分処理は、前記選択処理において前回選択された値が前記電力制御値ではない場合には、今回の前記電力積分処理では前記電力積分演算を行わないように構成された請求項４又は請求項５のいずれか１項記載の制御方法。
7. 所定の値の第一、第二の電力バイアス値が予め設定された請求項６記載の制御方法であって、
   前記電圧制御値と前記電力制御値の差の絶対値が前記第一の電力バイアス値以下であり、且つ、前記電流制御値と前記電力制御値の差の絶対値が前記第二の電力バイアス値以下である場合に、前回の前記選択値が前記電力制御値でなくても前記電力積分演算を行う制御方法。
8. 出力電圧の大きさを示す電圧測定値を用いて電圧の積分処理結果を求める電圧積分処理と、
   出力電流の大きさを示す電流測定値を用いて電流の積分処理結果を求める電流積分処理と、
   出力電力の大きさを示す電力測定値を用いて電力積分処理結果を求める電力積分処理と、
   前記電圧の積分処理結果を用いて電圧制御値を求める電圧制御値算出処理と、
   前記電流の積分処理結果を用いて電流制御値を求める電流制御値算出処理と、
   前記電力の積分処理結果を用いて電力制御値を求める電力制御値算出処理と、
   少なくとも前記電圧制御値と前記電流制御値と前記電力制御値とを含む制御値同士を比較し、その大小関係に基いていずれか一個の制御値を選択し、選択値として出力する選択処理と、
   前記選択値を駆動信号に変換し、スイッチング素子に出力して該スイッチング素子に前記駆動信号に従ったスイッチング動作をさせる駆動信号出力処理とを有し、
   前記各処理を繰り返し行い、前記スイッチング素子に接続された一次巻線に、前記スイッチング動作に応じた電流を流し、前記一次巻線と磁気結合された二次巻線に電圧を誘起させ、前記誘起された電圧を整流平滑回路で整流平滑し、負荷に供給する電源装置の制御方法であって、
   前記電圧積分処理は、前記電圧測定値と予め設定された電圧目標値の差を、当該電圧積分処理の前回の処理結果に加算して今回の処理結果とする電圧積分演算を含み、
   前記電流積分処理は、前記電流測定値と予め設定された電流目標値の差を、当該電流積分処理の前回の処理結果に加算して今回の処理結果とする電流積分演算を含み、
   前記電力積分処理は、前記電力測定値と予め設定された電力目標値の差を、当該電力積分処理の前回の処理結果に加算して今回の処理結果とする電力積分演算を含み、
   前記電圧積分処理は、前記選択処理において、前回の前記選択値が電圧制御値ではない場合に前記電圧積分演算は今回行わず、
   前記電力積分処理は、前記選択処理において、前回の前記選択値が電力制御値ではない場合に前記電力積分演算は今回行わず、
   前記電流積分処理は、前回の前記選択値が電流制御値ではない場合に前記電流積分演算は今回行わない制御方法であって、
   所定の値である、第一、第二の電圧バイアス値と、第一、第二の電力バイアス値と、第一、第二の電流バイアス値が設定され、
   前記電圧制御値と前記電力制御値の差の絶対値が前記第一の電圧バイアス値以下であり、且つ、前記電圧制御値と前記電流制御値の差の絶対値が前記第二の電圧バイアス値以下である場合に、前回の前記選択値が前記電圧制御値でなくても前記電圧積分演算を行い、
   前記電力制御値と前記電圧制御値の差の絶対値が前記第一の電力バイアス値以下であり、且つ、前記電力制御値と前記電流制御値の差の絶対値が前記第二の電力バイアス値以下である場合に、前回の前記選択値が前記電力制御値でなくても前記電力積分演算を行い、
   前記電流制御値と前記電圧制御値の差の絶対値が前記第一の電流バイアス値以下であり、且つ、前記電流制御値と前記電力制御値の差の絶対値が前記第二の電流バイアス値以下である場合に、前回の前記選択値が前記電流制御値でなくても前記電流積分演算を行う制御方法。
9. 前記電圧測定値と前記電圧目標値の差を今回の処理結果とする電圧比例処理と、
   前記電流測定値と前記電流目標値の差を今回の処理結果とする電流比例処理と、
   前記電力測定値と前記電力目標値の差を今回の処理結果とする電流比例処理と、
   今回の前記電圧測定値と前回の前記電圧測定値の差を今回の処理結果とする電圧微分処理と、
   今回の前記電流測定値と前回の前記電流測定値の差を今回の処理結果とする電流微分処理と、
   今回の前記電力測定値と前回の前記電力測定値の差を今回の処理結果とする電力微分処理と、
   を含み、
   前記電圧制御値算出処理は、前記電圧積分処理の処理結果と、前記電圧比例処理の処理結果と、前記電圧微分処理の処理結果とに所定係数をそれぞれ乗算して加算し、前記電圧制御値とし、
   前記電流制御値算出処理は、前記電流積分処理の処理結果と、前記電流比例処理の処理結果と、前記電流微分処理の処理結果とを、それぞれ所定係数を乗算して加算して前記電流制御値とし、
   前記電力制御値算出処理は、前記電力積分処理の処理結果と、前記電力比例処理の処理結果と、前記電力微分処理の処理結果とを、それぞれ所定係数を乗算して加算して前記電力制御値とする請求項８記載の制御方法。

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